Основное уравнение горения.

Основной качественной характеристикой процесса в топках является химическая его полнота при минимальном избытке воздуха, которому соответствует наибольшая температура горения. Поэтому при ведении процесса горения необходимо систематически контролировать состав продуктов сгорания и определять коэффициент избыточного воздуха и химическую неполноту горения. Для этого применяется газовый анализ, выполняемый с помощью газо - анализаторов различных систем и оснований на расчётной методике, базирующейся на основ -ном уравнении горения. Рассмотрим уравнение полного горения. Вывод этого уравнения на основе баланса О в продуктах сгорания дан Д.М.Хзмаляном.

При полном сгорании О , содержащийся в воздухе, расходуется на горение С, S и свободного H топлива с образованием углекислоты, сернистого газа, водяного пара, а избыточная часть остаётся в свободном виде, т.е:

V = 0.21V = V V + V + V (1)

где: V и V - количество воздуха, подаваемого для сжигания 1кг топлива и количество О , содержащегося в нём. м /кг.

V V , V V - расход О на образование углекислоты, сернистого газа и на горение свободного водорода при сгорании 1кг топлива, м /кг.

V - количество свободного О , м /кг.

Согласно стехиометрическим уравнениям а) и б) параграфа 3.1 при полном сгорании расход О на горение С равняется объёму образующейся углекислоты, а расход О на горение S равняется объёму образующегося сернистого газа, т.е:

V = V ; V = V .

Поэтому расход О на горение С и S топлива равняется:

V + V = V + V = V (2)

Подстановкой (2) преобразуем уравнение (1) к виду:

V = 0.21V = V V + V (3)

N воздуха переходит в продукты сгорания. Его количество определяют суммой теоретического и избыточного количества азота V и V , пренебрегая количеством N газифицированного из топлива, ввиду его малого содержания в твёрдых и жидких топливах (<1.5 – 1.8%).

Избыточный N вместе со свободным О , V представляет собой избыточный воздух ( ) V . Тогда из формулы (7) параграфа 3.2:

V = V + V (4)

Тогда:

0.21(V + V ) = V V + V (5)

Выразив все члены, входящие в уравнение (5), в процентах от объёма сухих газов и упростив его, получим:

21 = RO + O + 79 (6)

Выразив объём сухих газов через объём трёхатомных газов V = V

перепишeм уравнение (6) в виде так называемого уравнения полного горения:

21 = RO + O + (7)

в которой через обозначено: = 0.79 = 0.79 (8)

Подставив в формулу (7) согласно уравнению в) параграфа 3.1 значение для V , считая при этом, что часть Н окислена за счёт О топлива, и значение для V по формуле (1) параграфа 3.2, выражение для можно передставить через элементарный состав в виде:

(9)

Физический смысл коэффициента заключается в том, что он показывает отношение расхода О воздуха на окисление свободного Н топлив 0,01( Н - 0,126 О ) [т.е. Н топ - лива, за исключением его части, связанной с О топлива] к расходу О на образование трёх - атомных газов. По известному процентному содержанию О в продуктах сгорания и коэффи -циенту пользуясь уравнением (7), можно определить процентное содержание трёхатомных газов:

RO = (10)

При О = 0, т.е. при = 1, содержание RO достигает своей максимальной величины:

RO = (11)

Если бы горючими составляющими топлива были С и S, а О и Н в нём отсутствовали или Н содержалось столько, что он мог окисляться за счёт О топлива, то при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха содержание трёхатомных газов составляло бы 21%, т.к. в этом случае в формуле (11) согласно формуле (9) =0.

В твёрдых и жидких топливах обычно О содержится меньше, чем требуется для полного окисления Н , в связи с этим при сжигании часть О воздуха будет израсходована на окисле -ние свободного Н 0,01(Н - 0,126 О ) топлива. Поэтому содержание RO в сухих газах будет меньше 21% и может быть определено по формуле (10).

Из выражений (8) и (10) видно, что и RO зависят только от элементарного химического состава и поэтому является важными – топливными характеристиками.

Топливо		RO
Дрова	0,035	20,3
Торф	0,073	19,6
Сланец кашпирский	0,21	17,4
Уральские угли: челябинский кизеловский	0,09 0,145	19,1 18,3
Донецкие угли: длиннопламенные спекающиеся антрациты	0,123 0,115 0,044	18,7 18,8 20,1
Кузнецкие угли: кемеровский ленинский прокопьевский араличевский	0,119 0,143 0,115 0,095	18,7 18,3 18,9 19,2
Мазут	0,3	16,1
Метан	0,79	11,7
Саратовский природный газ	0,78	11,8

Поиск по сайту: